As-S 硫族化物玻璃納米纖維層的靜電紡絲
前言：靜電紡絲，能夠生産納米到微米直徑的連續纖維層。納米纖維和納米線具有較大的表面積與體積比，有可能顯著改進現有技術，例如催化、組織支架 、防護服、過濾及納米電子等。
靜電紡絲能夠原位制造各種納米纖維元件，這允許定制納米纖維元件以滿足特定應用的要求。制造納米纖維的其他方法，例如相分離和模闆合成，在納米纖維生産的多功能性、靈活性和易用性方面無法與靜電紡絲相媲美。
在主要的材料類别中，靜電紡絲能夠生産聚合物、複合材料、半導體和陶瓷的納米纖維。制造各種纖維元件很重要，因為纖維排列對新裝置的性能有重大影響。已顯示有序納米凹槽群組件的發展會影響細胞增殖和形态，并發現在肌肉再生中以對齊纖維的形式應用。
大多數生産的電紡納米纖維都是基于聚合物或無機材料，如晶體半導體。有幾個玻璃電沉積的例子。二氧化矽玻璃納米纖維的靜電紡絲是通過使用類似于溶膠-凝膠工藝的技術在沉積後進行煅燒步驟。
在 850 °C 的溫度下，通過熔紡工藝以納米纖維的形式制備了低熔點硼酸鹽玻璃；如此高的溫度對于具有适合靜電紡絲的低粘度熔體是必要的。玻璃納米纖維材料也可以通過聚合納米纖維如 SU8 抗蝕劑的熱解來制備，例如 JE Clark 就玻璃碳納米纖維所展示的。
将品質為 1 g組成為 As 3 S 7的硫族化物玻璃在室溫下自發溶解在 2 mL 丙胺中 24 小時。形成的溶液呈深褐色，呈蜂蜜狀粘稠度。薄膜通過靜電紡絲裝置沉積。形成的溶液通過 26 号針頭從體積為 10 ml 的注射器中配置設定，進料速率為 ~5 μL min -1。
針頭連接配接到設定電壓範圍為 25-35 kV 的高壓源。沉積室中的溫度和相對濕度分别保持在 22 ± 2 °C 和 30 ± 5% RH 的範圍内。硫族化物玻璃納米纖維層沉積在與針相對的收集器表面上，針頭和收集器之間的距離為 15-20 厘米。
使用 20 × 20 cm 的接地金屬闆作為收集器。以高達 4000 rpm 的速度加速的旋轉收集器用于沉積對齊的納米纖維。附着在金屬闆上的鋁箔和旋轉收集器用作基闆。塗有導電 ITO/FTO 薄膜的顯微鏡載玻片用作沉積用于光傳輸測量的樣品的基闆。沉積時間為 1、2、5、10 和 20 分鐘，導緻在基闆上形成孤立的納米纖維或納米纖維層。然後通過熱蒸發将一半樣品塗上 3 nm 厚的 Au 層。
顯示玻璃納米纖維或納米纖維層形态的掃描電子顯微鏡圖像是通過使用配備有場發射槍的 Ultra Plus在約 1 kV 的低加速電壓下記錄的。通過使用 Solver Pro M裝置對孤立的玻璃納米纖維進行原子力顯微鏡。
從宏觀上看，所有制備的納米纖維樣品看起來都是連續的淡黃色層，使用 SEM 确認了電紡硫族化物玻璃層的納米纖維形态。部分顯示了沉積在鋁箔上的As3S7玻璃的孤立納米纖維。這些樣品的沉積時間為 1 分鐘。
靜電紡絲過程順利進行，類似于從溶液中沉積聚合物納米纖維層的過程。As 3 S 7的溶液玻璃可以在不應用任何支援程式的情況下紡絲，例如與易紡材料共紡、吹氣和外部幹燥，這些用于幫助不可紡溶液形成納米纖維。
由于玻璃溶液粘度和玻璃結構單元的低分子量，與良好的紡絲效率相比，靜電紡絲過程的産率相當低可紡聚合物，如 PVA 和 PEO。As 3 S 7納米纖維的剛度約為大塊玻璃剛度值的 98%。退火良好的旋塗膜的相對剛度，仍然含有大量的溶劑，被确定為大塊玻璃确定值的 89%。
玻璃納米纖維具有大塊玻璃的剛度，盡管納米纖維沒有經過任何沉積後退火程式。這是通過靜電紡絲工藝獲得無溶劑硫族化物玻璃層的間接證據。在實際應用中使用溶液處理的硫族化物玻璃的常見限制，例如作為波導、環形諧振器和非線性光學器件，源于溶劑從玻璃網絡中的低效釋放，即使在在接近玻璃化轉變溫度的溫度下進行長時間退火。
結論：靜電紡絲可能成為硫族化物玻璃層室溫免退火溶液加工的新途徑。可以提出電紡硫族化物納米纖維的潛在應用，例如在化學傳感中——通過利用硫基納米纖維的高孔隙率和高表面積電池。
其中硫基化合物被提議作為有前途的陰極材料用于通過探索硫屬化物玻璃納米纖維層和對齊納米纖維的光學和光機械特性，結合高性能固态電解質光學的高容量電池。
